Моя электронная тетрадь

Введение

Нанотехнологии в фармакологии - это совокупность технических процессов, связанных с манипуляцией с молекулами и атомами в масштабах от 1 до 100 нанометров с целью добиться более эффективного действия и уменьшения побочных эффектов лекарственных веществ.

Одной из наиболее полных работ по нанотехнологиям является монография Б. Пиотровского и Киселева (2006), которая посвящена вопросам создания и применения наноструктур (фуллеренов) как носителей лекарственных препаратов избирательного действия.

В отличие от молекулярной фармакологии это не количественный, а качественный скачок от «микро-» к «нано-», то есть к размерам, характерным для основных биологических структур - клеток, их составных частей (орган елл), молекул и атомов.

Достижения современной биологии создали предпосылки для появления молекулярной медицины, квантовой биохимии и фармакологии, формирующейся на стыке фундаментальных наук и практической медицины (создание новых лекарств, препаратов направленного действия и др.). С их помощью становится возможным проводить «точечное» воздействие на организм пациента, лечить пораженный орган, не задевая другие ткани или органы [9]. В последнее время нано-технологии начинают широко применяться для точечной доставки лекарств (это особенно актуально при лечении злокачественных заболеваний, сердечно-сосудистой и неврологической патологий, в спортивной медицине).

Фуллерены - сложные органические молекулы шарообразной формы. Диаметр молекулы С60 равняется 1 нм, что соответствует границе дисперсности, пролегающей между «истинным», молекулярным и коллоидным состоянием веществ. Внутри фуллерена находится пространство диаметром около 0,4 нм. Его стенки не позволяют проникать внутрь каким-либо материальным частицам: ионам, атомам, молекулам [4] (рис. 1).

Американская компания C-Sixty Inc. проводит предклинические испытания средств на основе фуллереновых наносфер С60 с упорядоченно расположенными на их поверхности химическими группами, которые подобраны таким образом, чтобы связываться с заранее выбранными биологическими мишенями, и эффективны в борьбе с вирусными заболеваниями - такими, как грипп и ВИЧ, онкологическими и нейродегенеративными заболеваниями, остеопорозом, заболеваниями сосудов. В настоящее время нано-технологии применяются не только для создания новых препаратов, но и для использования хорошо известных лекарств с повышением эффективности действия, улучшенной биодоступностью и незначительными побочными эффектами. Применение нано-технологий для создания новых лекарственных форм и систем доставки существенно сказывается на свойствах и эффективности лекарственного препарата, поскольку определяющим фактором является нанораз-мер. Использование наноносителей для доставки лекарств - успешно развивающееся направление вследствие малого размера и большей активности поверхности частиц:

- высокая способность проникновения активных компонентов в клетки;

Препарат, включенный в структуру фуллерена С60

- улучшаются фармакокинетические показатели;

- появляется возможность создания альтернативных лекарственных форм, переход от инъекционных форм к назальным и трансдермальным.

Еще одно важное преимущество наночастиц как лекарственной формы - постепенное высвобождение лекарственного вещества, сосредоточенного в них, что пролонгирует время его действия [12, 13].

Для доставки лекарственных средств в нужное место организма могут быть использованы миниатюрные (менее 1 мк) капсулы с нанопорами. Уже испытываются подобные микрокапсулы для доставки и физиологически регулируемого выделения инсулина при диабете 1-го типа. Использование пор с размером порядка 6 нм позволяет защитить содержимое капсулы от воздействия иммунной системы организма [13]. Это дает возможность помещать в капсулы инсулинпродуцирующие клетки животного, которые иначе были бы отторгнуты организмом [6].

Подобные разработки проводятся в Институте экспериментальной медицины (Санкт-Петербург), где использовали аддукт фуллерена с поливинилпирролидоном (ПВП). Это соединение хорошо растворимо в воде, а полости в его структуре близки по размерам молекулам С60. Полости легко заполняются молекулами фуллерена, и в результате образуется водорастворимый аддукт с высокой антивирусной активностью. Поскольку сам ПВП не обладает антивирусным действием, вся активность приписывается содержащимся в аддукте молекулам С60. В пересчете на фуллерен его эффективная доза составляет примерно 5 мкг/мл, что значительно ниже соответствующего показателя для ремантадина, традиционно используемого в борьбе с вирусом гриппа. В отличие от ремантадина, который наиболее эффективен в ранний период заражения, аддукт С60/ПВП обладает устойчивым действием в течение всего цикла размножения вируса. Другая отличительная особенность сконструированного препарата - его эффективность против вируса гриппа А- и В-типа, в то время как ремантадин действует только на первый тип.

Рис. 2. Дендример

В настоящее время исследуется возможность фуллеренов быть «ловушкой» свободных радикалов и оценивается их противовирусная активность. Тот факт, что фуллерены обладают хорошей адсорбционной способностью, дает возможность создания сорбентов на их основе для лечения атеросклероза [5].

Особый интерес вызывают дендримеры, которые представляют собой новый тип полимеров, имеющих не привычное линейное, а ветвящееся строение (рис. 2). В последее время дендримеры все чаще упоминаются именно в контексте их наномедицинских применений, что связано с целым рядом особых свойств, которыми они обладают:

предсказуемые, контролируемые и воспроизводимые с большой точностью размеры макромолекул;
наличие в макромолекулах каналов и пор, имеющих хорошо воспроизводимые формы и размеры.

В наших клинико-фармакологических стендовых исследованиях микрогирина, содержащего в своем составе нанокластеры Фланаганов, in vitro in vivo методом хемилюминесценции были установлены высокие антиоксидантные свойства препарата. Установлено достоверное повышение физической работоспособности бегунов в возрасте 18-29 лет (КМС и МС) на средние дистанции (бег на тредбане со ступенчато-повышающейся нагрузкой до отказа), ускорение восстановления, нормализация концентрации АТФ, лактата, глюкозы и мочевины.

http://bmsi.ru/doc/dff66a47-ff24-44b4-9dc3-5ab71a8c5c0b